BIM技术在钢结构工程中的应用研究 崔帅

发表时间:2020/6/29   来源:《基层建设》2020年第7期   作者:崔帅
[导读] 摘要:本文简述了BIM的定义,介绍了钢结构工程的一些特点,分析了BIM技术在钢结构工程中的意义和具体应用、利用BIM技术可以很好地解决工程中存在的相应问题,为其他相关钢结构项目运用BIM技术深化设计和提升工程效率提供一定的参考。
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        摘要:本文简述了BIM的定义,介绍了钢结构工程的一些特点,分析了BIM技术在钢结构工程中的意义和具体应用、利用BIM技术可以很好地解决工程中存在的相应问题,为其他相关钢结构项目运用BIM技术深化设计和提升工程效率提供一定的参考。
        关键词:BIM技术;钢结构工程;建筑信息化;精细化
        0 引言
        BIM(Building Information Modeling)———建筑信息模型,建筑业的第二次设计技术革命。BIM 技术所建立的是一种三维建筑模型,把工程的每项相关信息以数据输入作为建模基础,依靠数字信息仿真功能模拟出建筑物实际包含的真实功能和信息。应用 BIM 技术是想从根本上消除整个工程项目在全建筑生命周期中的规划方面、设计方面、施工方面、维护管理方面等各阶段、各系统之间存在的信息断层,以便可以实现工程全过程信息的准确分析计算和项目管理。现阶段,这种建筑业信息化、高度工业化正在如火如荼地进行中,在当前不断发展的各类科技支持之下,建筑信息化将势不可挡,在发展过程之中也需要继续投入相当多的努力[1]。
        1 BIM 技术研究的目的和意义
        众所周知,钢结构工程建筑主体主要是由钢制构件进行组合安装而成。在当前国家大力推广装配式结构的政策之下,在未来钢结构工程一定会成为最主要、最普遍的建筑结构之一。钢结构工程往往在构件节点生产过程以及构件进场后的实际安装过程都要比其它结构形式复杂,同样又面对全项目周期中信息更新效率低下以及工程量统计较为困难的问题,如果应用 BIM 技术则可以适时适宜的解决一些难题,以及我国今后BIM 技术普及推广应用,加强 BIM 技术与钢结构工程相结合意义深远,也非常有必要进行分析研究以便早日实现高效、快捷、精准的钢结构设计及运行管理。
        2 BIM 技术在钢结构工程中的应用
        钢结构工程的设计能力和施工技术都日渐成熟,钢结构形式的应用范围日益广泛,进而对钢结构工程的使用功能要求在逐年提高。工程的建筑规模在逐步扩大、结构整体形式又越发复杂,工程的项目施工安装管理工作就变得越发困难。并且钢构件在制作和连接过程中,由于各部门在设计和施工过程中沟通不及时,往往存在返工重新设计修改的情况;钢结构节点详图数过大,对于每张图纸上的每条信息和每个数据都需要工程技术人员逐一核对检查,以确保图纸上信息与最终的设计方案是一致的,这样导致工程总体工作量十分巨大。应用BIM 技术的信息共享、数据检验功能,可以提升工程的整体效率、改善当前工程项目管理方法,一些工程问题便迎刃而解[2]。BIM 技术在钢结构工程中的应用,有如下特点[3-4]。

(1)模型快速建立:BIM 技术采用三维模型,因为每个钢构件所选用的材料、构件所处的位置、构件选用的截面形式和构件加工的部位等信息都在该构件的信息库中有存储,整个建模过程结束以后,操作人员可以按结构实际需要将各构件组合成体,为后期的项目管理和施工统计上提供方便;(2)结构三维模型分析:对整体模型施加外部荷载作用,运行结构受力检验,在软件运行分析后可以把分析得出的文本结果和相关图像输出,通过关键数据及反应谱颜色上判断结构合理性,而且输出的结果可以应用到不同类型的 BIM 软件上进行对接分析,可以反复多样验证输出的分析数据和结果是否准确;(3)细部设计与自动成图:用户可以利用软件中的图纸管理器功能按类别、用途、功能快速分类各种图纸,方便绘制人员对各类工程图纸管理,这样既可以缩减绘图时间,又可以提高图纸的精准度。用户在细部节点中输入尺寸初值,根据在节点数据库中已经预设好的运行参数,BIM 软件将按照节点的预设要求来完成节点的拼装成型,通过软件不断加工处理,可以提升模型细部设计的质量,更符合实际情况;还可以利用软件的自定义节点功能把构件的复杂空间关系简化处理,以能够提高节点处在制作加工时以及现场安装时的精度要求;(4)统计工程量与展示投标:在统计工程量时,由于钢结构工程中使用的各类材料品种繁多,需要区分截面形式和构件类别。用户可以在建模初期为模型分类定义相应的工程量信息,在运行合格后再一并汇总各项需要统计的信息,利用软件报表输出功能预先设置要相应部分欲输出核对的信息分类输出,这样既能降低错误率,还能缩短工程量的汇总时间。另外应用 BIM 技术的信息共享功能,可以方便招投标双方更好地把握项目的设计理念,了解在日后施工过程中的相互联系,互提建议和要求;(5)碰撞检测:钢结构工程中的节点是复杂多样的,实际工程安装过程中可能会出现节点零件之间发生碰撞,与混凝土组合部分或与管道搭接时也有可能发生碰撞。应用软件的对碰撞检测功能,可以检测全工程结构及节点的合理性,工程整体施工安装的效率会有明显提高。
        3 结语
        BIM 技术在钢结构工程中的应用,将确保施工的精细化进行,在设计与检验过程中照比以往应用的技术会有明显进步,钢结构工程的建设效果和施工效率都会得以显著提升。今后将会有越来越多的钢结构工程项目应用 BIM 技术去设计、去优化管理。怎样能有效利用 BIM 技术提高工程质量、提升信息传递效率也将成为今后 BIM 技术在钢结构工程中应用发展的努力方向。
        参考文献
        [1]李恒,郭红领,黄霆,陈镜源,陈景进.BIM在建设项目中应用模式研究[J].工程管理学报,2010,Vol.24(No.5):525-529.
        [2]张树捷.BIM在工程造价管理中的应用研究[J].建筑经济,2012(02):21-24.
        [3]何清华,钱丽丽,段运峰,李永奎.BIM在国内外应用的现状及障碍研究[J].工程管理学报,2012,Vol.26(No.1):12-16.
        [4]王珺.BIM理念及软件在建设项目中的应用研究[D].四川:西南交通大学,2011
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